INTERNACIONALNI UNIVERZITET TRAVNIK U TRAVNIKU

SAOBRAĆAJNI FAKULTET

TRAVNIK

SEMINARSKI RAD

Predmet: Aerodinamika

Naziv teme: Uređaji za povećanje uzgona

Profesor: Kandidat:

Prof. dr. Mirjana Puharić Delić Elvedin

Travnik, 2012. Godine

SADRŽAJ

1. Uvod

2. Zakrilca

3. Prirast koeficijenta uzgona, otpora i momenta pri obaranju zakrilaca

4. Pretkrilce, nosno krilce i obaranje nosa aeroprofila

5. Osobine krilaca i zakrilaca na strelastom krilu

6. Zakljucak

7. Literatura

1.UVOD

Pošto su uređaji za povećanje uzgona tema mog seminarskog rada, sasvim je logično da u uvodu istog kažem nešto o njihovoj svrsi i smislu, te na koji način ćemo ih posmatrati. Uređaji za povećanje uzgona kao što im sam naziv kaže služe za stvaranje potrebnog dodatnog uzgona aviona kako u letu tako i tokom samog polijetanja. U ovom kontekstu navest ću primjer polijetanja.

Da bi skratili dužinu polijetanja, kao i da bi očuvali potreban nivo sigurnosti leta tokom izvođenja istog manevra, potrebno je smanjiti minimalnu brzinu aviona do određene mjere. To nije lako ostvariti kod bržih aviona koji imaju veliko specifično opterećenje krila mg/S.

Obrazac za minimalnu brzinu aviona ćemo dobiti ako težinu aviona izjednačimo sa silom uzgona:

v=√ 2mg / SρC zmax

Iz gornjeg obrasca možemo vidjeti da minimalna brzina pri zadatoj visini leta zavisi od specifičnog opterećenja krila mg/S I maksimalnog koeficijenta uzgona. Pri zadatom specifičnom opterećenju, dalje smanjenje Vmin postiže se jedino povećavanjem Czmax, što se postiže na nekoliko načina:

- Povećanjem efektivne površine aeroprofila- Kontrolisanjem graničnog sloja- Vještačkim povečanjem cirkulacije oko aeroprofila.

Moram napomenuti I to da se smanjenje minimalne brzine može isto tako postići I direktno rotiranjem vektora vučne sile tako da sila potiska djeluje u pravcu težine aviona. Ovo se može ostvariti kod posebnih vrsta aviona, ali o tome nećemo ovdje govoriti.

Većina uređaja za povećanje uzgona ima i osobinu da povećava i koeficijent otpora aviona. Taj koeficijent otpora nije poželjan pri polijetanju, ali je svakako poželjan na slijetanju jer povećava strminu planiranja aviona pri približavanju na slijetanje. Strmija putanja pilotu omogućava lakši prilaz i bolje planiranje, osobito ako u blizini aerodrome imamo različite prepreke. Najveći broj aviona malih i srednjih brzina ima maksimalni koeficijent uzgona oko 1.3 do 1.4 u zavisnosti od RE broja. Najveća vrijednost koja se može očekivati za Czmax kod konvecionalnih aeroprofila je oko 1.8. Dalje povećanje vrši se samo preko uređaja za povećanje uzgona na koje ćemo se upravo osvrnuti.

2. ZAKRILCA

Zakrilca u principu predstavljaju pokretan zadnji dio krila koji se može oboriti za određeni ugao, tako da se mijenja osnovna geometrija aeroprofila, a time i njegove karakteristike. Na slici 1 prikazane su razne vrste zakrilaca I one se dosta razlikuju po svojoj sposobnosti povećanja Czmax.

OBIČNO ZAKRILCE

Nekada zvano I zakrilce krivine, a predstavlja pokretni dio krila, koji se obara za odredjeni ugao oko svoje obrtne ose, a da pri tome ne stvara nikakav procjep. Do povećanja Czmax kod ovog aeroprofila dolazi zbog povećanja krivine aeroprofila gdje se uspostavlja bolja cirkulacija zraka. Raspodjela pritiska po tetivi kod ovkvog aeroprofila je karakteristična po vrhu podpritiska na napadnoj ivici I po drugom vrhu potpritiska na šarniranoj osi zakrilca.

Obično zakrilce ima optimalni odnos tetive zakrilca prema tetivi krila: “lz/l” oko 0,25 I optimalni ugao obaranja. Najveći prirast Czmax je 09 kod zakrilaca po cijelom razmahu, ali zazor između zakrilaca I krila može oboriti vrijednost Czmax I do 0,4.

ZAKRILCE SCHRENK

Obično se I zove zakrilce Split, a predstavlja ravnu ploču, koja se obrće oko svoje obrtne ose I stvara rascjep između zakrilca I izlazne ivice. Izlazna ivica ostaje u prvobitnom položaju (slika 1.) Raspodjela pritiska duž tetive kod tog zakrilca slična je kao I kod običnog zakrilca, samo ima veći podpritisak u blizini izlazne ivice.

Zakrilce Schrenka ima optimalni odnos lz/l oko 0,3 za aeroprofil debljine 12% I oko 0,4 za deblje aeroprofile. Optimalni ugao obaranja je od 60 do 70 stepeni, ali I prirast otpora je znatan. Maximalni Czmax je oko 0,9 za velike RE brojeve I gotovo linearno raste sa RE brojem u podrucju 0,7x10(nasestu)<Re<6x10(nasestu)

ZAKRILCE ZAP

Potpuno je slično zakrilcu schrenka sa tim što se sa obaranjem zakrilca pomjera malo unazad I obrtna tačka (slika 1.) Povećanje nastaje iz istog razloga kao kod Schrenka s tim što dolazi do izvjesnog povećanja efektivne površine krila.

ZAKRILCE S PROCJEPOM

Slično je običnom zakrilcu s tim što se sa njegovim obaranjem stvara procjep između nosa zakrilca I krila. To se postiže time što se zakrilce pri obaranju pomjera nešto unazad. Posotji nekoliko vrsta ovakvih zakrilaca ovisno o vrsti kanala/procjepa koji se formira obaranjem zakrilca. Najpoznatiji je NACA -2H koji je razvijen na osnovu mnogobrojnih ispitivanja.

Bez obira na oblik procjepa, uzgon kod ovih zakrilaca nastaje na osnovu 3 faktora:

1. Zbog povećanja krivine AP-a2. Zbog procjepa kroz koji se vrši ubrizgavanje struje I davanje energije vazdušnom sloju3. I zbog povećanja površine krila

Povećanje efektivne površine krila zbog pomjeranja zakrilaca unazad je toliko malo da se to može zanemariti. Procjep treba da je dobro konvergentan kanal, koji će dovesti struju sa gornjake na donjaku bez odvajanja. Raspodjela pritiska je ista kao I na običnom zakrilcu, s tim što je samo zakrilce više opterećeno.

Zakrilce sa 1 procjepom ima lz/l oko 0,3 a optimalni ugao oko 40 stepeni. Zakrilce sa 2 procjepa ima ugao obaranja 60 do 70 stepeni. Naravno prirast otpora je znatan. Očekivani Czmax zavisi od konstrukcije procjepa kanala I iznosi 1.5 kod zakrilaca sa 1 procjepom, a 1.9 kod zakrilaca sa 2 za zakrilca po cijelom razmahu kod velikih RE brojeva

ZAKRILCE SA 2 PROCJEPA

Ovo zakrilce imam u ispuštenom stanju dva procjepa. Takvo zakrilce daje veći prirast uzgona od zakrilca sa jednim procjepom. Dio zakrilca između 2 kanala ima ulogu pretkrilca za ostali dio zakrilca to jest sprječava odvajanje strujnica na zakrilcu kod velikih uglova obaranja zakrilca. Poželjno je da takvo zakrilce ima fiksni položaj između oba kanala, I da se pri uvlačenju u krilo oba kanala uvuku u konturu krila.

Ispitivanja sa jednim zakrilcem sa dvostrukim procjepom I tetivom 0,309 l na aeroprofilu NACA 65-3-118 pokazuju da se može postići koeficijent uzgona od 3.2 sa zakrilcem na cijelom razmahu za ugao otklona od 45 stepeni. Ta ista ispitivanja govore da Czmax naglo opada kada max debljina krila opadne na vrijednosti ispod 10 ili 12%.

Prirast uzgona kod zakrilaca sa 2 procjepa nastaje na isti način kao I kod zakrilaca sa jednim, samo je uticaj procjepa još više izražen I omogućava efikasnost zakrilaca I kod velikih uglova obaranja. Raspodjela pritiska na tom zakrilcu govori da najveći dio opterećenja otpada na dio između prvog I drugog procjepa.

ZAKRILCE FOWLER

Ovo je u principu zakrilce sa procjepom, samo što se prilikom pomjeranja pomjera unazad za skoro cijelu dužinu zakrilca. U ovom slučaju prirast koeficijenta uzgona zbog povećanja površine je značajan. Pored ovih zakrilaca postoje I zakrilca sa višestrukim procjepom I pomjeranjem unazad kao kod Fowlera. Takva zakrilca se koriste kod aviona za vrlo kratko polijetanje I slijetanje, ali se u praksi vrlo teško konstruktivno izvode.

3. PRIRAST KOEFICIJENTA UZGONA, OTPORA I MOMENTA KOD OBARANJA ZAKRILACA

Teorija krila sa oborenom izlaznom ivicom može se najtačnije primijeniti na obično zakrilce, kod koga nema ni procjepa, ni pomjeranja zakrilca pri obaranju. Prema Glauertu koeficijent uzgona krila beskonačne vitkosti može se izraziti sa:

C z=a0 (α−α n+τδ )

τ=dα/dδ funkcija je odnosa tetive krila prema tetivi zakrilca lz/l. Teorijske vrijednosti

za τ date su na slici 2. Prirast koeficijenta uzgona može se se izraziti sa:

∆C z=a0 τδ

Slika 2. Teorijska promena dα/dδ i dCm/dδ u zavisnosti od tetive zakrilaca

Sa obaranjem zakrilaca teorijski se ne mijenja gradijent uzgona, nego se kriva Cz =f(α) pomjera praktično paralelno kao na slici 3.

Ukoliko nema tačnijih podataka, možemo smatrati da je kritični napadni ugao smanjen za ∆ α0/2 . Pošto je gradijent krive uzgona nakon obaranja ostao skoro isti, može se smatrati da prirast koeficijenta uzgona kod oborenog zakrilca praktično ne zavisi od napadnog ugla.

Druga vrlo bitna osobina zakrilca je I to da prirast ∆C z praktično ne zavisi od RE broja. To znači da se dobri rezultati mogu dobiti I u aerotunelima sa relativno malim RE brojevima.

Sa druge strane prirast ∆Czmax zavisi I od RE broja iako praksa pokazuje da je u letu taj prirast praktično jednak pristupu ∆C z .

Slika 3. Promena koeficijenta uzgona za krilo sa oborenim zakrilcem

Slika 3. Promena koeficijenta uzgona za krilo sa oborenim zakrilcem

Na slici 4. Dat je I prirast Czmax za razne vrste zakrilaca.

Pošto se podaci na slici 4. odnose na zakrilca po cijelom razmahu potrebno je izvršiti korekciju sa obzirom na procenat razmaha koji zauzima zakrilca. Ta korekcija se dobiva iz dijagrama, slika 5.

Slika 4. Tipičan priraštaj koeficijenta uzgona za zakrilca po celom razmahu

Pri obaranja zakrilaca dolazi do efektivnog povećanja tetive krila. To naročito dolazi u obzir kod zakrilaca tipa Zap I Fowler, a u manjoj mjeri kod zakrilaca sa procjepom. Pošto svakom uglu obaranja odgovara druga tetiva, to krive Cz =f(α) za razne uglove otklona neće biti više paralelne. Ako sa le označimo efektivnu, to jest povećanu tetivu krila I sa Cze vrijednost uzgona baziran na toj tetivi možemo napisati vrijednost za uzgon u slučaju oborenog zakrilca.

R z=12ρ v2 leC ze=

12ρ v2l C z

Gdje je:

l - osnovna tetiva, a Cz koeficijent uzgona baziran na osnovnoj tetivi pri istom obaranju zakrilaca. Iz gornje jednačine dobivamo:

C ze=C zlle

Odnos tetiva možemo izraziti sa le = (l+x)l tako da dobivamo:

C ze=C z1

1+x

To važi I za maximalni koeficijent uzgona

C zmax e=C zmax1

1+ x

Prirast koeficijenta baziran na efektivnoj tetivi će biti:

∆C ze=C ze−C zkr

Gdje je:

Czkr koeficijent uzgona osnovnog krila.

Pošto je koeficijent uzgona za krilo sa zakrilcem:

C z=C zkr+∆C z

To iz gornjih jednačina dobivamo:

∆C ze=(C z kr+∆C z )1

1+x−∆C z kr

Odatle

∆C ze=∆C z1

1+x−∆C z kr (1− 1

1+x )

Slika 5. Odnos priraštaja koeficijenta uzgona za zakrilce ne delu razmaha prema priraštaju koeficijenta uzgona po celom razmahu

Relativno veliki prirast Czmax dobiva se za zakrilce sa dvostrukim procjepom. Na slici 6. date su aerodinamičke karakteristike zakrilaca sa dovstrukim procjepom sa tetivom od 0,309 l na aeroprofilu NACA 65-3-118.

Slika 6. Aeroprofil NACA 65-118 sa zakrilcem sa duplim procepom

Ovakvo zakrilce na aeroprofilima NACA-64 daje još bolje rezultate.

Brojčana poređenja ovakvih uređaja je teško izvoditi, jer se dobivaju na osnovu eksperimenata na razlicitih aeroprofilima I razlicitim RE brojevima, ali ovo bi bila ona opšta:

Czmax Czmax(min)

Obično………………………0,9……………………….0,6

Schrenk……………………..1,0………………………..0,6

Procjep………………………1,4……………………….0,9

2Procjepa…………………….1,8……………………….1,1

Fowler………………………..1,9……………………….1,2

Koeficijent momenta krila sa oborenim običnim zakrilcem može se dobiti iz obrasca:

Cm=Cm0−0,25C z−nδ

n= dCm/dδ zavisi samo od odnosa tetive zakrilca prema tetivi krila. Teorijeske vrijednosti za n date sun a slici 2.

Prirast koeficijenta momenta, kao I prirast koeficijenta uzgona praktično ne zavisi od Reynoldsovog broja ispitivanja. On je takođe praktično nezavisan od vitkosti krila, a zavisi od suženja krila.Za četvrtasto kirlo sa zakrilcem po cijelom razmahu prirast koeficijenta momenta je prakticno u konstantnom odnosu sa prirastom koeficijenta uzgona. Za obično zakrilce I zakrilce schrenka taj odnos je:

Cml /4

∆C z≅−0,23

Za zakrilce sa procjepom:

Cml /4

∆C z≅−0,3

Za zakrilce Fowler taj odnos iznosi oko 0,4. Ovdje se Cz odnosi na prirast koeficijenta uzgona za krilo vitkosti 6.

Popravka na djelimični razmah zakrilaca u slučaju nestrelastih krila vrši se prema dijagramu

7. Gdje je dat odnos ∆Cml /4 za djelimični razmah zakrilaca prema prirastu koeficijenta momenta za zakrilca na cijelom razmahu za nestrelasto krilo.

Slika 7. Odnos ∆Cml/4 za zakrilca na delu razmaha prema ∆Cml/4 za zakrilca po celom razmahu za nestrelasto krilo.

Kao što se vidi iz dosadašnjeg promatranja, obaranje zakrilaca ima za posljedicu prirast momenta obrušavanja. Da bi smo uravnotežili ovaj prirast momenta, potrebno je da se na horizontalnom repu ostvari sila nadole, odnosno da se kormilo visine otkloni za izvjestan ugao nagore. Ta sila nadole na horizontalnom repu smanjuje Czmax za od 01 do 0,3. Drugim

riječima uravnoteženi Czmax je za 0,1 do 0,3 manji od Czmax kombinacije trupa I krila kod oborenih zakrilaca.

Prirast koeficijenta otpora od oborenih zakrilaca može biti znatan. On se može podijeliti na koeficijent otpora aeroprofila I prirast koeficijenta indukovanog otpora. Prirast otpora aeroprofila se ne može teorijski odrediti dobiva se ispitivanjima u aerotunelima:

∆C x0=Klxlδ

Gdje je K konstanta koja se može odrediti u aerotunelu. Povećanje indukovanog otpora pri obaranju zakrilaca javlja se zbog povećanja koeficijenta uzgona. Indukovani otpor eliptičnog krila određen je teorijskim putem:

C xl=C z

2

πλ+K1

(∆C z )2

πλ

Gdje je:

Cz – ukupni koeficijent uzgona krila sa zakrilcem

∆Cz – prirast zbog zakrilaca

K1 – parameter koji zavisi od vitkosti krila, gradijenta krive uzgona za dvodimenzionalno strujanje I razmaha zakrilaca bz/b

Iako se na ovaj način dobiva prirast uzgona za eliptično krilo, on se može u prvoj proksimaciji primijenit I na ostale oblike. Prirast otpora baziran na površini krila S može se odrediti empirijskim obrascima

Obično I zakrilce schrenka:

Zakrilce sa procjepom:

Gdje je:

S – površina zakrilaca

Vrijednosti za prirast otpora se mogu dobiti iz dijagrama slika 8.

Slika 8. Prirast koeficijenta otpora aeroprofila za razna zakrilca po celom razmahu

Prirast koeficijenta otpora aeroprofila zbog obaranja zakrilaca pri datom napadnom uglu više zavisi od uslova ispitivanja nego što je to slučaj sa prirastom koeficijenta uzgona. Ipak uticaj RE broja je prilično mali za jedan širi interval napadnih uglova tako da se neki napadni ugao može uzeti kao standardni napadni ugao za upoređenje prirasta Dcx.

Pošto je prirast koeficijenta otpora od obaranja zakrilaca posebno važan za određivanje osobina polijetanja, to je napadni ugao za 6 stepeni veći od ugla nultog uzgona čistog krila odabran kao standardni ugao za upoređenje. Prirast koeficijenta otpora koji odgovara tom uglu dat je na slici 8. I on je nezavisan od vitkosti krila.

Postoje I aproksimativni obrasci za određivanje Dcx redukovanog na površinu zakrilca koji se mogu upotrebiti za aproksimativne brze proračune. Tako za zakrilce schrenka možemo uzeti da je Dcx približno 1,1 sin2δ gdje je δ ugao obaranja zakrilaca. Kod zakrilaca vrijednost bi bila – 0,5sin2δ. Navedeni obrasci vrijede samo za zakrilca na cijelom razmahu. Kod zakrilaca na dijelu razmaha factor popravke je proporcionalan dijelu površine koji zakrilca zauzimaju.

4.PRETKRILCE, NOSNO KRILCE I OBARANJE NOSA AEROPROFILA

Prikaz rada pretkrilca prikazan je na slici 9.

Vazdušna struja koja prolazi kroz procjep između pretkrilca I krila I na taj način daje energiju graničnom sloju I sprječava odvajanje strujnica do većih napadnih uglova. Pretkrilce je, prema tome, uređaj koji daje povećanje Czmax preko kontrole graničnog sloja. Ipak, istraživanja pokazuju da do sprječavanja odvajanja strujnica solazi I zbog povoljnog gradijenta pritiska na gornjaci koji se javlja kao rezultat međusobnog djelovanja između pretkrilca I osnovnog krila.

Pošto pretkrilce ne povećava krivinu aeroprofila, kriva koeficijenta uzgona će biti samo produžetak osnovne krive Cz do većih napadnih uglova.

U praksi ne dolazi do velikih promjena sa ili bez pretkrilaca kad je u pitanju gradijent uzgona.

Na slici 9 je prikazana kriva Cz za aeroprofil Clark Ysa I bez pretkrilaca kod RE broja re=6x10(na trecu)

Pretkrilca mogu biti fiksna, komandovana I automatska. Fiksna se koriste mahom kod sporijih aviona. Automatska se izvlace pod dejstvom aerodinamičkih sila, dok se komandovana mogu izvesti sa zakrilcima a I posebno. Pretkrilca na slici 9 su pretkrilca Hnadley-Page, koja su već odavno u upotrebi.

Pretkrilca moraju biti pomjerena unaprijed za 60% svoje tetive, pouštena nadole od prednje ivice za 15% tetive. Prirast koeficijenta uzgona ce biti znatan ako su pretkrilca postavljena na cijelom razmahu, no teško je iskoristiti cijeli prirast koeficijenta uzgona jer vrlo veliki kritični napadni ugao zahtjeva visok stajni trap. Obično se postavljaju na 40-50% razmaha krila I to ispred krilaca. U tom slučaju Cz će biti manji I njhova primarna uloga će biti da isguraju veću efikasnost krilaca na većim napadnim uglovima. Na taj način se poboljšava nedovoljna poprečna upravljivost aviona na velikim napadnim uglovima aviona koji imaju tendenciju svaljivanja na krilo u prevučenom letu.

Neka pretkrilca povećavaju krivine aeroprofila I koriste se kod modernih brzih aviona I povećavaju Cz pogotovo sa zakrilcima.

Na slici 10. prikazani su rezultati takvih ispitivanja u kombinaciji sa zakrilcem schrenka I procjepom aeroprofila NACA64A010. Vidimo da u ovom slučaju pretkrilca značajno povećavaju Czmax. Zapažamo das u krive sa ispuštenim pretkrilcima malo smaknute u odnosu na krive sa uvučenim.

Ovakav položaj pretkrilaca ima mali uticaj na promjenu krivine AP-a.

Slika 10. Uticaj opuštenih pretkrilaca na aeroprofilu NACA 64A010 sa i bez zakrilaca

Kod tankih lamiranih AP-a sa malim radijusom zaobljenja napadne ivice uobičajena pretkrilca teško se izvode. Studije pokazuju da se dobri rezultati pokazuju I opuštanjem napadne ivice. Na taj se način dolazi do krilca na napadnoj ivici koje može biti izvedeno kao zakrilce na izlaznoj ivici.

Slika 11. Uticaj obaranja napadne ivice na NACA 64A020 sa i bez zakrilaca

Krilca napadne ivice mogu biti izvedena na više načina, primjeri:

Uloga prednjeg krilca je da umanjuje veliki podpritisak na napadnoj ivici koji se javlja na tanjim aeroprofilima već na srednjim napadnim uglovima I time sprječava naglo otcijepljenje strujnica. Otakvoj vrsti predkrilca nije se vodilo računa sve dok Kruger I Lemme nisu pokazali da se kod tankih krila mogu dobiti značajni prirasti Czmax upotrebom nosnog krilca.

Jedno od najpoznatijih je Krugerovo pretkrilce. Optimalni ugao obaranja je 110 stepeni, anajveće pomjeranje naprijed iznosi oko 80% pretkrilca.

Prvi put je upotrijebljeno na putničkim mlaznim avionima, I na aeroprofilu NACA64-012 daje Czmax 0,4, ali u kombinaciji sa zakrilcem schrenka taj Czmax iznosi 0,3.

Slika 13. Prirast koeficijenta uzgona za nosno krilce slično Krugerovom pretkrilcu

Prirast koeficijenta uzgona Czmax sa slike može se izraziti:

Gdje lk/l odnos tetive nosnog krila prema tetivi krila.

Raste I prirast napadnog ugla sa 7 na 9 stepeni, čak I trinaest kod većih tetiva.

Promjena koeficijenta momenta kod αkr zbog obaranja nosnog krilca može se izraziti obrascem:

Prethodni obrazac se ne može sa sigurnošću primijeniti, jer se promjene položaja nosnog krilca mogu mnogo jače odraziti na promjenu momenta nego na promjenu uzgona.

Ispitivanja pokazuju da efikasnost nosnog krilca raste sa opadanjem radijusa zaobljenja naadne ivice. Na slici 14. Dat je prirast Czmax za nosno krilce u zavisnosti od parametara (r/l) I (d/l) gdje je r radijus zaobljenja napadne ivice. Iz slike 14 se vidi da u slučaju kada krilo ima samo nosno krilce bez zakrilca Czmax linearno opada sa povećanjem (r/l) I (d/l) tako da nema svrhe da se nosno krilce primijeni kod krila sa većim radijusom zaobljenja. Slično je ako nosno krilce ima I zakrilce schrenka.

Slika 14. Efektivnost nosnog krilca u zavisnosti od parametra (r/l)/(d/l)2

Obaranje nosa aviona najlakše se konstruktivno izvodi kod spomenutih uređaja, kada je u pitanju tanko krilo nadzvučnih aviona. Kod nadzvučnih lovaca na nadzvučnim profilima, kao što je na F104, obaranje nosa za neki ugao je I jedino rješenje da takav avion postigne neke manevarske osobine na visokim podzvučnim mahovim brojevima. Pošto je u pitanju relativno oštra napadna ivica, to većih I kod malih napadnih uglova dolazi do odvajanja strujnica na napadnoj ivici, tako das u kritični uglovi I Czmax veoma mali. Na slici 15 prikazana su ispitivanja jednog bikonveksnog aeroprofila sastavljenog od dva kružna luka maksimalne relativne debljine 6% sa običnim 15% nosnim krilcem. Ispitivanja prikazana na slici 15 vršena su u području RE brojeva od 07 do 18 x 10(na sestu) I za male vrijednosti machovog broja. Rezultati pokazuju da je uticaj RE broja relativno mali zbog oštre napadne ivice.

Optimalni ugao obaranja nosa za postizanje maksimalnog uzgona je 30 stepeni. Kriva Cm1/4 pokazuje da se koeficijent momenta nešto povećava, ali ne znatno. Normalna sila koja djeluje na nosno krilce naglo raste sa porastom koeficijenta uzgona.

5. OSOBINE ZAKRILACA I PRETKRILACA NA STRELASTOM KRILU

Uticaj strijele krila na efikasnost uređaja za povećanje uzgona može se dobiti na osnovu niza eksperimenata, a to se ogleda uglavnom u smanjenju prirasta maksimalnom koeficijenta uzgona sa posrasotm strijele krila. Kao što smo vidjeli, raspodjela opterećenja po razmahu strelastom krila pokazuje tendenciju rasterećenja korijena krila, a povećanje opterećenja krajeva krila sa porastom strijele krila. Ta pojava povezana je I sa putovanjem graničnog sloja prema krajevima krila I njegovom zadebljanju na tom mjestu I konačno sa otcijepljenjem strujnica prvo na krajevima krila kod velikih napadnih uglova, što ima velike posljedice na efikasnost pretkrilaca I nosnog krilca.

Pojam povećanog opterećenja na krajevima krila ima za posljedicu veliko povećanje Czmax na strelastom krilu sa pretkrilcima po cijelom razmahu. Kod strijele krila φ > 40 stepeni efikasnost pretkrilaca naglo opada, tako da je za uglove vece od 50 stepeni prirast svega 0,1, što je četiri puta manje nego za krila sa strijelom do 40 stepeni.

Uticaj veličine razmaha pretkrilaca u odnosu na razmah krila može se vidjeti iz slike 16, kao I iz slike 17.

Podaci na slici 17 se odnose na krila a strelom od 35 do 45 stepeni, a vitkosču od 4 do 6.

U oba slučaja vidimo da nije korisno suviše smanjivati razmah pretkrilaca ukoliko se od njih očekuje prirast Czmax, a ne služe samo radi povećanja efikasnosti krilaca na većim napadnim uglovima. Pretkrilca koja zauzimaju samo dio razmaha ne treba da se protežu do kraja krila, jer ona treba da spriječe dovajanje strujnica koje kod strelastom krila nastaju na izvjesnoj udaljenosti od kraja krila.

Uticaj RE broja u ovom slučaju nije zanemarljiv, što se vidi iz slike 17. Odvajanje strujnica kod malih RE brojeva počinje u blizini napadne ivice krila, dok se kod većih RE brojeva o odvajanje pomjera prema izlaznoj ivici što omogučava veći prirast Czmax.

Kod zakrilaca na strelastom krilu, koeficijent uzgona na nekom napadnom uglu nije mnogo smanjen zbog strele krila. Sa druge strane kritični napadni ugao krila sa ispuštenim krilcima je znanto manji u odnosu na kritični napadni ugao krila bez zakrilaca slika 18. Za grubu procjenu može se upotrebiti sljedeći obrazac za određivanje prirasta Czmax kod strelastih krila

Po tom obrascu za krilo sa strelom φ = 45 stepeni dobiva se svega 1/3 prirasta Czmax u odnosu na prirast kod krila bez strele. Sa druge strane prirast Cz nije zavisan od strele toliko do 20 stepeni, ali se sa 45 stepeni vec smanjuje na 25% u odnosu na ravno krilo.

Prethodni obrazac odnosi se na zakrilca kod kojih nema povećanja efektivne tetive krila prilikom obaranja krila. Kod zakrilaca gdje imamo slučaj povećane efektivne tetive Cz je nešto veći nego što daje prethodni obrazac.

Na slici 19 dato je relativno osmanjenje Czmax sa strelom krila kod zakrilca schrenka.

Slika 18. Šematski prikaz uticaja strele krila na αkr, ∆Cz i ∆Cz max kod ispuštenih zakrilaca

Iako se podaci na slici 19 odnose na ispitivanje zakrilca schrenka, oni se mogu primijeniti I na obično zakrilce kao I na zakrilce sa procjepom, ukoliko pri obaranju ne povećavaju efektivnu površinu krila. Na smanjenje Czmax pored strele utiče I maksimalna relativna debljina krila, a kao što se može očekivati prirast je manji kod tanjih krila. Iz slike 19 se vidi da smanjenje Czmax sa faktorom cos(natrecu)φ odgovara stvarnosti sve do ugla strele od 40 stepeni. Nakon toga smanjenje Cz je jos ubrzanije.

Na slici 20 je data promjena Czmax u zavisnosti strele krila za razne vrste zakrilaca. U ovom slučaju zakrilca zauzimaju samo polovinu razmaha krila. Iz slike 20 se vidi da zakrilce schrenka i obično zakrilce koje zauzima 50% razmaha krila kao što je slučaj u konstruktivnim izvođenjima, ne daje nikakav prirast Czmax u slučaju da je strijela veća od 45 stepeni.

Razlog toj pojavi je što je mogučnost zakrilca da mijenja cirkulaciju oko krila jako smanjena zbog pojave odvajanja strujnica u blizini krajeva krila. Jedina zakrilca koja u nekoj mjeri zadržavaju efikasnost i kod strele krila 45 stepeni su zakrilca koja se pri izvlačenju i obaranju pomjeraju osjetno unazad. Objašnjenje ove pojave je, kako smo već spomenuli, u tome što prirast Czmax koji se stvori zbog povećanja površine krila, ne zavisi od strele krila. Uticaj RE broja na efikasnost zakrilaca kod strelastog krila je mali.

Slika 20. Priraštaj ∆Cz max za razne vrste zakrilaca u zavisnosti od strele krila

Prirast koeficijenta otpora kod zakrilaca na strelastom krilu se može procijeniti po obrascu

∆C xφ=∆C x cosφ

Iz gornjeg obrasca se vidi da prirast koeficijenta otpora opada sa strelom krila. Ova pojava nije poželjna, jer u konfiguraciji za slijetanja avion mora imati neki odnos otpora prema uzgonu. Naime, putanja pri slijetanju, tj približavanju na neki aerodrome mora imati jednu

svojevsnu strminu tokom cijelom prilaza, da bi se slijetanje moglo isplanirati I izvršiti.Ako je otpor nedovoljan, putanja neće imati željenu strminu prilaza.

Prirast koeficijenta momenta od zakrilaca na strelastom krilu takođe je manji od prirasta koeficijenta momenta na ravnom krilu. Sastoji se iz 2 dijela. Prvi dio čini promjena koeficijenta momenta oko aerodinamičkog centra na svakom elementu razmaha gdje se proteže zakrilce. Drugi dio promjene dolazi zbog promjene u raspodjeli opterećenja uslijed obaranja zakrilaca. Te dvije promjene imaju suprotan predznak, jer prva daje pozitivan, a druga negativan prirast koeficijenta momenta.

Na taj način sa povoljnom konstrukcijom može se obezbjediti mala promjena koeficijenta momenta pri ispuštanju zakrilaca.

6. ZAKLJUČAK

U konačnici, razmatranje mogučnosti mehaničkih uređaja za povećanje uzgona možemo završiti pregledom dosadašnjih dostignuća u tom pravcu. Dijagram 21 prikazuje ostvarenje Czmax aviona sa raznim vrstama pretkrilaca I zakrilaca po godinama. Iz slike 21 se vidi da nije moguće očekivati neko značajnije povećanje czmax aviona sa mehaničkim uređajima. Za dalje prodore u tom pravcu potrebni su uređaji koji bi kontrolisali granični sloj I vještačko povezivanje cirkulacije.

PRIMER:

Imamo avion sa strelastim krilom sa strelom 43 stepena, krilca su smještena uz trup na dijelu 25-70% polurazmaha krila, tetiva je 20% tetive krila. Ta krilca se mogu oboriti do 20% da služe kao zakrilca, preko toga bi služila samo kao krilca. Uzmimo da se prilikom obaranj obrcu oko ose, bez pomjeranja unazad.

Koliko Czmax možemo očekivati?

Na nestrelastom krilu to bi bilo:

Czmax = 0,55(0,81-0,34) =približno 0,258.

Za strelasto krilo sa strelom od 43 stepena dobili bi:

Czmaxφ=približno 0,101.

Možemo zaključiti da putem ovakvih uređaja neki osjetni prirast koeficijenta uzgona nije moguće ostvariti.

7. LITERATURA

1. Dobiveni material – “uređaji za povećanje uzgona.”2. Internet:

www. Wikipedia. Com